DE202005000924U1

DE202005000924U1 - Gassackmodul für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem

Info

Publication number: DE202005000924U1
Application number: DE200520000924
Authority: DE
Original assignee: TRW Automotive Safety Systems GmbH
Current assignee: ZF Automotive Safety Systems Germany GmbH
Priority date: 2005-01-20
Filing date: 2005-01-20
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2015-01-21
Also published as: US20060157962A1; ES2301095T3; US7648165B2; EP1683687A1; EP1897762A1; EP1683687B1; DE502006000363D1

Abstract

Gassackmodul für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem mit einem Gehäuse, einem im Gehäuse untergebrachten Gassack (12), der eine Gassackwand (16) aufweist, und einer Abströmeinrichtung (18), wobei die Abströmeinrichtung (18) ein über eine Steuereinheit (20) aktivierbares energetisches Element (22) zur selektiven Bereitstellung einer Abströmöffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abströmöffnung durch Materialumwandlung des energetischen Elements (22) bereitgestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gassackmodul für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem, mit einem Gehäuse, einem im Gehäuse untergebrachten Gassack, der eine Gassackwand aufweist, und einer Abströmeinrichtung, wobei die Abströmeinrichtung ein über eine Steuereinheit aktivierbares energetisches Element zur selektiven Bereitstellung einer Abströmöffnung aufweist.
Ein solches Gassackmodul, bei dem ein Abströmbereich in der Gassackwand geöffnet werden kann, wenn eine Verringerung des Gassackinnendrucks erwünscht ist, ist aus der WO-A-2004/045919 bekannt. Eine pyrotechnische Ladung in Form einer Sprengschnur ist direkt auf dem Abströmbereich angebracht, so daß der Abströmbereich nach Zündung der Sprengschnur durchbrennt oder mechanisch aufgerissen wird.
Sprengschnüre zur Erzeugung von Abströmöffnungen werden auch bei dem aus der GB-A-2 329 364 bekannten Gassackmodul verwendet. Hier werden bestimmte Bereiche eines Reaktionsbehälters, eines Manifolds oder eines Gasgenerators durchgebrannt.
Bei dem in der GB-A-2 306 409 gezeigten Gassackmodul ist eine Abströmöffnung des Gassacks durch eine Scheibe verschlossen. Eine auf der Scheibe angeordnete pyrotechnische Ladung brennt einen geschwächten Abschnitt der Scheibe durch, so daß eine Klappe gebildet wird. Die Klappe kann sich durch den Gassackinnendruck öffnen und die Abströmöffnung freigeben.
Die DE-A-102 21 659 zeigt ein Gassackmodul, bei dem eine Abströmöffnung gebildet wird, nachdem der Gassack seine Schutzfunktion erfüllt hat. Die Abströmöffnung wird dadurch erzeugt, daß ein Bereich des Gassackgewebes durch Erhitzen eines Glühdrahts geschmolzen wird.
Die Erfindung schafft ein Gassackmodul, das ein rasches und kontrolliertes Bereitstellen einer Abströmöffnung ermöglicht.
Gemäß der Erfindung ist bei einem Gassackmodul der eingangs genannten Art vorgesehen, daß die Abströmöffnung durch Materialumwandlung des energetischen Elements bereitgestellt wird.
Die Bereitstellung einer Abströmöffnung im Sinne der Erfindung beinhaltet die primäre Erzeugung einer Abströmöffnung oder die Freigabe oder Vergrößerung einer bereits vorhandenen Abströmöffnung in der Gassackwand oder in einem festen Bauteil des Gassackmoduls (Gehäuse, Gasgenerator, Abdeckkappe etc.). Unter einem energetischen Element ist ein aktivierbares, energiefreisetzendes Element zu verstehen, das sich nach seiner Aktivierung (Zünden, Anzünden, Initiieren) selbst durch Detonation, Abbrennen, Schmelzen oder dergleichen umwandelt (und ggf. auch benachbartes Material zerstört oder schädigt), um so eine Abströmöffnung zu erzeugen, freizulegen oder zu vergrößern.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist das energetische Element Teil einer Elektrolytkondensatorstruktur. Der Begriff Elektrolytkondensatorstruktur soll nicht beschränkt sein auf handelsübliche Elektrolytkondensatoren, sondern soll vielmehr alle kondensatorartigen Strukturen mit zwei gegenüberliegenden Platten (im weiteren Sinne) und einem dazwischenliegenden Elektrolyt umfassen.
Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gassackmoduls ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen schematisch:
1 ein erfindungsgemäßes Gassackmodul mit einem entfalteten Gassack im Belastungsfall; und
2 bis 10 verschiedene Ausführungsformen der Abströmeinrichtung.
In 1 ist ein Fahrzeuginsasse 10 dargestellt, der in einen aufgeblasenen Gassack 12 eines Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems eintaucht. Der Gassack 12, der sich aus dem Gehäuse eines Gassackmoduls 14 heraus entfaltet hat, hat eine Gassackwand 16, an der eine elektrisch ansteuerbare Abströmeinrichtung 18 angeordnet ist. Die Abströmeinrichtung 18 dient zur selektiven Bereitstellung einer Abströmöffnung, durch die Gas aus dem Gassack 12 entweichen kann. Die Abströmeinrichtung 18 weist ein energetisches Element auf, das direkt oder indirekt mit einer elektronischen Steuerung 20 verbunden ist, d.h. das energetische Element 18 ist durch die elektronische Steuerung 20 aktivierbar.
Bei der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung werden für funktionsgleiche oder -ähnliche Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet.
2 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Abströmeinrichtung 18 gemäß einer ersten Ausführungsform. An einer geeigneten Stelle ist unmittelbar auf der Gassackwand 16 ein energetisches Element 22 in Form eines explosiven, pyrotechnischen (brennbaren), oder mit hoher Geschwindigkeit schmelzenden Materials aufgebracht, das von einer Schutzschicht 24 abgedeckt ist. Die Schutzschicht 24 kann z.B. ein an seinem Rand mit der Gassackwand 16 vernähter Gewebelappen oder eine unmittelbar auf dem energetischen Element 22 aufgebrachte Beschichtung sein. Als energetisches Element 22 kann auch eine Zündpille oder dergleichen verwendet werden. Die elektrische Zuleitung, über die die Abströmeinrichtung mit der elektronischen Steuerung 20 verbunden ist, ist hier nicht dargestellt.
Bei Aktivierung der Abströmeinrichtung 18 wird das energetische Element 22 gezündet, angezündet bzw. initiiert, was zu einer Schädigung oder sofortigen Zerstörung der benachbarten Gassackwand 16 durch (Auf-)Sprengen, Verbrennen oder Schmelzen führt. Auf diese Weise wird eine Abströmöffnung in der Gassackwand 16 geschaffen, durch die Gas aus dem Gassack 12 austreten kann.
Bei der in 3 gezeigten Variante ist das energetische Element 22 Teil einer vorkonfektionierten Einheit 26, die auf der Gassackwand 16 in geeigneter Weise befestigt ist, z.B. durch Einnähen oder Kleben. Die vorkonfektionierte Einheit 26 kann z.B. ein Gewebeteil, ein Kunststoff-/Silikon-Teil oder eine Folie umfassen, in das bzw. die ein energetisches Element 22 integriert ist. Die vorkonfektionierte Einheit 26 ist so angeordnet, daß sie eine bereits in der Gassackwand 16 vorhandene Abströmöffnung 28 zumindest teilweise überdeckt. In diesem Fall wird durch die Aktivierung der Abströmeinrichtung 18 insbesondere der die Abströmöffnung 28 überdeckende Teil der vorkonfektionierten Einheit 26 soweit geschädigt oder zerstört, daß dadurch die Abströmöffnung 28 zumindest teilweise freigegeben wird.
4 zeigt eine zweite Ausführungsform, bei der ein bestimmter Bereich der Gassackwand 16 aus einem besonderen Gewebeteil 30 gebildet ist. Das Gewebeteil 30, das bei dieser Ausführungsform das energetische Element 22 darstellt, besteht aus einem explosiven oder brennbaren Material, z.B. einem Salpetersäureester eines Gewebematerials. So kann durch Zünden bzw. Anzünden des Gewebeteils 30 unmittelbar eine Abströmöffnung in der Gassackwand 16 erzeugt werden.
Bei der in 5 gezeigten Variante ist, ähnlich wie bei der Variante der 3, bereits eine Abströmöffnung 28 in der Gassackwand 16 gebildet. Die Abströmöffnung 28 ist durch ein separates, in geeigneter Weise auf der Gassackwand 16 befestigtes Gewebeteil 30 mit den zuvor beschriebenen Eigenschaften überdeckt. Die Zerstörung des Gewebeteils 30 durch Detonation bzw. Verbrennen legt die Abströmöffnung 28 frei.
Die 6 und 7 zeigen eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Ein bestimmter Bereich eines Gewebeteils 32 ist mit einem explosiven oder pyrotechnischen Material 34 imprägniert. Durch flächiges Auftragen des Materials (6) wird der gesamte imprägnierte Bereich zur Abströmöffnung. Das Material 34 kann aber auch wie in 7 gezeigt so aufgetragen werden, daß eine (Klappe) im Gewebeteil 32 entsteht. Wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen kann das Gewebeteil 32 wiederum Teil der Gassackwand 16 oder ein separates Gewebeteil sein, das eine in der Gassackwand 16 gebildete Abströmöffnung 28 überdeckt. Gemäß der Erfindung kann auch vorgesehen sein, daß das Gehäuse oder andere feste Bauteile des Gassackmoduls 14 ein oder mehrere energetische Elemente 22 als Bestandteile) aufweisen.
In 8 ist eine vierte Ausführungsform der Abströmeinrichtung 18 gezeigt. Ein Teil des Modulgehäuses weist in einem bestimmten Bereich eine kondensatorartige Struktur auf. Die Gehäusewand 36 ist in diesem Bereich aus einer inneren und einer äußeren Gehäuseschale 38 bzw. 40 gebildet, die voneinander beabstandet sind. Die einander zugewandten Seiten der Gehäuseschalen 38, 40 sind metallisiert, z.B. durch Aufdampfen von Aluminium oder Kaschieren einer Aluminiumfolie, und stellen die Platten des Kondensators dar. In dem Zwischenraum 42 zwischen den Gehäuseschalen 38, 40 befindet sich ein Elektrolyt. Der Zwischenraum 42 ist durch Verschweißen oder Verkleben der Gehäuseschalen abgedichtet, so daß der Elektrolyt nicht entweichen kann. Die beiden Kondensatorplatten sind mit einer Spannungsquelle verbunden, wobei die Anschlußpolarität des Kondensators absichtlich verdreht ist.
Falls ein Abströmen von Gas aus dem Gassack 12 des Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems gewünscht ist, wird die Spannungsquelle von der elektronischen Steuerung 20 eingeschaltet. Aufgrund der Verpolung des Elektrolytkondensators kommt es zu einem Abbau der Oxidschicht (Dielektrikum) des Kondensators und einem raschen Erhitzen des hier als energetischen Elements 22 dienenden Elektrolyts unter Gasbildung. Dies führt dazu, daß der Kondensator explodiert, d.h. die beiden Gehäuseschalen 38, 40 werden durch den Gasdruck auseinandergerissen. Die hierbei wirkenden Kräfte und die Geschwindigkeit des Vorgangs lassen sich durch die Wahl der Kondensatorfläche (Größe der Kondensatorplatten), des Plattenabstands, des Elektrolyts und der Größe der Verpolspannung einstellen. Die effektive Fläche der Kondensatorplatten läßt sich bei engen Platzverhältnissen auch durch eine mehrschichtige Kondensatorstruktur vergrößern, wie schematisch in 9 gezeigt.
Bei der in 10 gezeigten Ausführungsvariante sind zwei Kondensatorstrukturen vorgesehen, zwischen denen eine Membran 44 angeordnet ist. Die Membran 44 verschließt eine in der Gehäusewand bereits vorhandene Abströmöffnung 28. Durch die Explosion der beiden Kondensatorstrukturen wird die Verankerung 46 der Membran 44 zerstört, so daß die Abströmöffnung 28 freigegeben wird.
Eine Kondensatorstruktur kann selbstverständlich auch in einem anderen geeigneten Bauteil des Gassackmoduls 12 gebildet sein. Anstelle solcher in die Bauteile des Gassackmoduls 12 integrierter Kondensatorstrukturen können selbstverständlich auch vorkonfektionierte Elektrolytkondensatoren verwendet werden, die an ein bestimmtes Bauteil des Moduls 12 befestigt werden, z.B. durch Anklippsen oder Ankleben.
Die beschriebenen Maßnahmen zur selektiven Bereitstellung einer Abströmöffnung bzw. Einzelheiten dieser Maßnahmen sind im Ermessen des Fachmanns auch untereinander kombinierbar.

Claims

Gassackmodul für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem mit einem Gehäuse, einem im Gehäuse untergebrachten Gassack (12), der eine Gassackwand (16) aufweist, und einer Abströmeinrichtung (18), wobei die Abströmeinrichtung (18) ein über eine Steuereinheit (20) aktivierbares energetisches Element (22) zur selektiven Bereitstellung einer Abströmöffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abströmöffnung durch Materialumwandlung des energetischen Elements (22) bereitgestellt wird.
Gassackmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das energetische Element (22) unmittelbar auf der Gassackwand (16) aufgebracht ist.
Gassackmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das energetische Element durch eine Schutzschicht (24) abgedeckt ist.
Gassackmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das energetische Element (22) Teil einer auf der Gassackwand (16) aufgebrachten vorkonfektionierten Einheit (26) ist.
Gassackmodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorkonfektionierte Einheit (26) eine in der Gassackwand (16) gebildete Abströmöffnung (28) zumindest teilweise überdeckt.
Gassackmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das energetische Element (22) ein Gewebeteil (30) ist.
Gassackmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das energetische Gewebeteil (30) einen Salpetersäureester eines Gewebematerials umfaßt.
Gassackmodul nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das energetische Element (22) Teil der Gassackwand (16) ist.
Gassackmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das energetische Element (22) ein mit einem explosiven oder pyrotechnischen Material (34) imprägniertes Gewebeteil (32) ist.
Gassackmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das energetische Element (22) eine im Gehäuse oder in einem anderen festen Bauteil des Gassackmoduls (12) gebildete Abströmöffnung bereitstellt.
Gassackmodul nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das energetische Element (22) Teil einer Elektrolytkondensatorstruktur ist.
Gassackmodul nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolytkondensatorstruktur verpolt ist.
Gassackmodul nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolytkondensatorstruktur Platten mit aufgedampftem oder kaschiertem Metall, insbesondere Aluminium, aufweist.
Gassackmodul nach einen der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolytkondensatorstruktur mehrschichtig aufgebaut ist.